Ein Gyroskop ist im Prinzip ein Kreisel.
Stellt man einen Kreisel auf einen Tisch, ohne ihn kreiseln zu lassen, fällt er auf die Seite.
Aber wenn er sich dreht, bleibt er stehen. Er widersteht der Schwerkraft, die immer noch versucht, ihn auf die Seite fallen zu lassen.
Der Kreisel "weiß", was oben und unten ist und kann sich so lange er sich schnell genug dreht, aufrecht halten.
Eine modernes Gyroskop beinhaltet einen Mechanismus, der einem Kreisel ähnelt, und eine Elektronik, die misst, wie viel Widerstand der Mechanismus bieten muss um nicht in die verschiedenen Richtungen geneigt zu werden.
Die Physik dahinter
Das grundlegende Naturgesetz hinter der Spin-Peak-Funktion (die Funktion des Kreisels), die auch im Gyroskop benutzt wird, ist das Gesetz der Drehimpulserhaltung.
Es heißt im Volksmund, dass ein rotierender Körper sich immer weiter dreht solange er keinen äußerlichen Einflüssen ausgesetzt ist.
Fußball
Es ist ein bisschen wie bei einem Fußball, der durch die Luft fliegt (der zwar rotiert, aber dennoch geradeaus fliegt).
Wenn der Fußball nicht von außen beeinflusst wird, würde er immer weiter geradeaus fliegen. Um ihn aus der Richtung zu bringen, müsstest du gegen den Fußball treten und es braucht eine Kraft um ihn am Fliegen zu stoppen (die Erdanziehungskraft).
Kreisel
Die Rotationsachse eines sich drehenden Kreisels ist ähnlich wie die Bewegungsrichtung des Fußballs.
Wenn der Kreisel nicht von außen beeinflusst wird, würde er sich immer weiter um die Rotationsachse drehen. Es wird auch hier eine Kraft benötigt, um die Rotationsachse zu neigen, genauso wie bei dem Fußball, den man durch Treten aus der Richtung bringt.
Es wird auch Kraft benötigt, um die Rotation zu stoppen, genauso wie um den Fußball zu stoppen.
Gyroskop
In einem Gyroskop wird die Kraft gemessen, die den eingebauten Kreiselmechanismus beeinflusst und diese wird dann in elektronische Signale umgewandelt.
Segway
Ein Segway hat, wie gesagt, fünf eingebaute Gyroskope. Wenn man auf der Plattform des Segways steht, hat diese eine Tendenz nach vorne oder hinten zu kippen.
Das bedeutet, dass man auf der Rotationsachse von einem oder mehreren der Gyroskope im Segway steht.
Die Gyroskope wirken dagegen, denn sie wollen ihre Bewegungsrichtung gerne unverändert beibehalten und die Elektronik übersetzt dieses “Gegenwirken” als Lenksignale für die Räder.
So werden die Gyroskope dazu benutzt, den Segway in aufrechter Position in Balance zu halten.